[发明专利]浸没式加热镁熔炼炉

说明书

技术领域

本发明涉及镁熔炼炉，尤其是一种浸没式加热镁熔炼炉，属于镁合金冶金技术领域。

背景技术

镁及镁合金是当今社会非常重要的原材料。我国虽然是镁资源大国，其资源占世界总量的60%，但我国出口镁锭和镁合金锭的价格十分低廉，其中一个主要原因是我国镁和镁合金锭品质较差，附加值低，不能满足国外对高品质镁锭和镁合金锭的技术要求。

镁熔炼炉为镁或镁合金熔化的专用设备，目前我国镁工业在熔炼镁或镁合金时大都是在开放或者半开放的镁熔炼炉中进行，并采用连续通入含SF6或类似气体作为保护气体。大量使用保护气体，不仅浪费能源，而且对环境、设备和人体具有很大危害。并且，镁或镁合金熔炼的坩埚多为低碳钢，在开放或者半开放的镁熔炼炉中通入保护气体熔炼镁或镁合金时，空气中的氧气会进入坩埚并与高温坩埚炉壁发生反应，造成坩埚壁氧化，不仅降低坩埚使用寿命，而且容易污染镁液或镁合金液，不利于获得高品质的镁液或镁合金液。当前，为了减少对低碳钢熔炼坩埚的腐蚀，多采用喷涂料的方法，然而涂料却成了一个新的污染源，效果并不理想。

此外，当前使用的镁熔炼炉大多数采用外热式加热，即通过外置热源、电或者燃气加热镁及镁合金熔炼的坩埚，坩埚再将热量传递给镁或镁合金。这种加热方式热效率极低，其热效率低于20%，造成能源浪费，成本也相应较大。此外，外热式加热对于镁熔炼炉的吨位也限制，一般采用外热式加热的镁熔炼炉其内部镁液或镁合金液容量不会超过3吨，由于镁熔炼炉吨位过小，一次性可以熔炼镁或镁合金的量相应有限，从而导致工作效率低下。

因此，为提高坩埚内镁及镁合金的品质，以适应高档产品质量要求，同时为了提高镁熔炼炉的吨位及加热效率，必须对现有镁熔炼炉进行改进。

发明内容

本发明提出了一种浸没式加热镁熔炼炉，旨在解决镁熔炼炉存在的热效率低、熔炼吨位小、熔炼出的镁或镁合金品质低等一系列问题。

本发明的技术解决方案是：浸没式加热镁熔炼炉，包括炉壳、分离式炉盖、加料装置、保护气体输入装置和熔炼坩埚，所述熔炼坩埚内嵌于炉壳内部，所述分离式炉盖盖于炉壳上方，所述加料装置和保护气体输入装置均固定于分离式炉盖上，且加料装置和保护气体输入装置的上端超出分离式炉盖，加料装置和保护气体输入装置的下端位于分离式炉盖以下的熔炼坩埚内部，另设有浸没式加热器和放流传输装置，所述浸没式加热器与分离式炉盖之间呈可拆卸方式固定连接，且浸没式加热器的上端超出分离式炉盖，浸没式加热器的下端位于分离式炉盖以下的熔炼坩埚内部；所述放流传输装置贯穿炉壳和熔炼坩埚，且位于熔炼坩埚侧面的底部，其一端位于熔炼坩埚内部，另一端位于炉壳外部。

进一步地，上述浸没式加热镁熔炼炉，其中：所述分离式炉盖上另设有一循环泵，该循环泵的上端超出分离式炉盖，下端位于分离式炉盖以下的熔炼坩埚内部。

进一步地，上述浸没式加热镁熔炼炉，其中：所述浸没式加热器包括外壳套管和发热电阻丝，所述外壳套管采用低碳钢材料，所述发热电阻丝套于外壳套管内部，且在外壳套管和电阻丝之间充填有氧化镁粉。

更进一步地，上述浸没式加热镁熔炼炉，其中：所述熔炼坩埚为用不锈钢和碳素钢复合材料制成的大吨位熔炼坩埚，且熔炼坩埚的截面为“U”型。

更进一步地，上述浸没式加热镁熔炼炉，其中：所述加料装置上设有第一挡板、第二挡板和通气装置，所述第一挡板和第二挡板均可伸缩地插入在加料装置的内部，且二者处于不同的高度，所述通气装置的一端位于加料装置内部，且位于第一挡板和第二挡板之间，另一端位于加料装置的外部。

再进一步地，上述铝材退火炉氮气供给及控制装置，其中：所述放流传输装置包括不锈钢管和电源，所述不锈钢管和电源相连，且不锈钢管的一端位于熔炼坩埚内部，另一端位于炉壳的外部。

再进一步地，上述铝材退火炉氮气供给及控制装置，其中：所述保护气体输入装置集成有压力表、超压放气阀以及气体分析仪。

本发明突出的实质性特点和显著的技术进步主要体现在：

（1）本发明浸没式加热镁熔炼炉对熔炼坩埚的吨位不再有限制，可以使用大吨位的熔炼坩埚，增大了镁液或镁合金液的容量，可以一次性熔炼更多的镁液或镁合金溶液，提高了工作效率；且熔炼坩埚采用不锈钢和碳素钢复合材料制成，结构上熔炼坩埚的截面为“U”型，有效解决了热膨胀变形问题；

（2）浸没式加热器完全浸入镁液或镁合金溶液中，产生的热量直接传递给镁液，其热效率高达70%，与外热式加热方式相比，大大提高了传热效率，“降本增效”的效果非常明显；